DTB Technologie obrábění Téma 11 vybrané metody výroby ozubených kol rapid prototyping

1. DTB Technologie obrábění Téma 11 vybrané metody výroby ozubených kol rapid prototyping A Vybrané metody výroby čelních ozubených kol B Rapid prototyping

2. a vybrané metody výroby čelních ozubených kol • Obrábění ozubení – složitý proces – kinematika procesu • Čelní ozubení – nejfrekventovanější

3. 1 Frézování dělicím způsobem • Frézuje se jedna zubová mezera, následuje pootočení obrobku o rozteč a frézuje se další zubová mezera. • Profil frézy odpovídá profilu zubové mezery • Modulová fréza – kotoučová, čepová – dodávány v sadách pro daný modul • Konzolové frézky – dělicí přístroje.

4. Frézování čelního ozubení dělicím způsobem [H-I2-60] a) přímé zuby b)šikmé zuby

5. Modulové frézy [H-I2-60] a)kotoučová b) čepová (stopková)

6. Osmičlenná sada kotoučových modulových fréz [H-I2-60]

7. Frézování čelního ozubení se šikmými zuby – dělicí způsob kotoučová modulová fréza- konzolová univerzální frézka [H-I2-61]

8. 2 Frézování odvalovacím způsobem • Záběr válcového šneku (nástroj) s ozubeným kolem (obrobek) • Nástroj – odvalovací modulová fréza • Kinematika řezného pohybu nk – otáčky obráběného kola [ min-1 ] nf – otáčky odvalovací frézy [ min-1 ] zk – počet zubů obráběného kola [ - ] zf – počet chodů odvalovací frézy [ - ]

9. 2.1 Frézování kol s přímými zuby Kinematika odvalovacího frézování čelního ozubení spřímými zuby, frézování nesousledné, pravochodá fréza [H- I2/62]

10. Úhel nastavení odvalovací frézy - úhel nastavení odvalovací frézy - úhel sklonu zubů obráběného kola  Smysl nastavení odvalovací frézy závisí na užití sousledného resp. nesousledného frézování.

11. Odvalovací frézování čelního ozubení s přímými zuby [H-I2/65] 1 - lože odvalovací frézky, 2 – otočný stůl, 3 – opěrné ložisko, 4 – opěrný stojan, 5 – vřeteník, 6 – upínací trn

12. 2.2 Frézování kol se šikmými zuby Úhel nastavení odvalovací frézy je obecně vyjádřen vztahem - úhel nastavení odvalovací frézy - úhel sklonu zubů obráběného kola - úhel stoupání odvalovací frézy • Znaménko plus resp. minus se použije v závislosti na kombinaci pravochodé (levochodé) obráběné kolo a pravochodá (levochodá) odvalovací fréza. • Smysl úhlu nastavení odvalovací frézy závisí na užití sousledného resp. nesousledného frézování.

14. 3 Obrážení hřebenovým nožem • Záběr ozubeného hřebene (nástroj) s ozubeným kolem obrobek) • Nástroj koná řezný pohyb přímočarý vratný. • Odvalování je dosaženo složením otáčivého a posuvného pohybu obrobku. • Nástroj je nastaven na hloubku zubu a při obráběcím procesu se vřezává do obrobku. • Po obrobení několika zubových mezer se otáčení i posuv obrobku zastaví a obrobek se vrátí zpět do výchozí polohy. • Počet obrobených zubových mezer koresponduje s délkou hřebenového nože. • Jedním nástrojem daného modulu lze obrábět kola s libovolným počtem zub. • Relativně levný nástroj. Relativně složitý a nákladný stroj. • Při obrážení čelních kol se šikmými zuby se pracuje s vykloněným smýkadlem stroje.

15. Kinematika obrážení čelního ozubení hřebenovým nožem – systém Maag [H-I2/67]

16. Obrážení čelního šikmého ozubení na stroji Maag [H-I2/68]

17. 4 Obrážení kotoučovým nožem • Nástroj (obrážecí kotoučový nůž) a obrobek (obrážené kolo) se bez vůle po sobě odvalují jako by spolu zabírala dvě čelní ozubená kola. • Nástroj je koncipován jako korigované ozubené kolo, na jehož čelní ploše jsou vytvořeny břity. • Obrážecí kotoučové nože se vyrábějí jako stopkové nebo nástrčné. • Nástroj upnutý ve smýkadle koná přímočarý vratný pohyb a přitom se otáčí. • Kombinací translačního a rotačního pohybu se vytváří evolventní profil zubů obráběného kola. • Při zpětném zdvihu se nástroj oddaluje od obráběné plochy. • Uplatnění při výrobě dvojkol (krátký náběh i přeběh) a při obrážení vnitřního ozubení. • Pro obrážení šikmého ozubení musí být odvalovací obrážečka vybavena speciálním vedením smýkadla. • Metoda je označovaná jako systém „Fellows“.

18. Vytvoření evolventy pří odvalovacím obrážení čelního ozubení

19. Odvalovací obrážení – schéma [KP-212] 1 – obrážecí kotoučový nůž, 2 – obrážené kolo

20. Kinematika odvalovacího obrážení čelního ozubení

22. Kinematika obrážení čelního ozubení kotoučovým nožem – systém Fellows [H-I2/69]

23. Kinematické schéma odvalovací obrážečky [H-I2/70]

24. Odvalovací obrážečka OHA 50A [H-I2/70]

25. 5 protahování • Nástroj – protahovací trn, zpravidla monolitní, pro větší moduly skládaný. • Nástroj je konstruován jako plochý nebo kruhový • Pro každý modul a počet zubů je třeba speciální nástroj – vysoké náklady. • Po protažení jedné zubové mezery se obrobek pootočí o jednu zubovou rozteč a cyklus se opakuje. • Použití pro vnější i vnitřní ozubení • Uplatnění ve velkosériové a hromadné výrobě.

26. Protahování vnitřního ozubení [KP-233] 1 – obráběné kolo, 2 – otočná hlava, 3 – tažné ústrojí, 4 – protahovací nástroj

27. 6 Ševingování • Uplatní se pro dokončovací obrábění čelních ozubených kol (zpravidla nekalených) – zlepšení profilu zubů a kvality povrchu. • Nástroj – ševingovací kolo, břity jsou vytvořeny drážkami na bocích zubů. • Záběr ševingovacího kola (hnací kolo) s obrobkem (hnací, brzděné kolo) lze modelovat jako záběr šroubového válcového soukolí, pro které platí kinematické závislosti šroubového pohybu. • V závislosti na kinematických poměrech ševingovacího procesu se rozliší ševingování podélné, diagonální, příčné a zapichovací. • Brousicí ševingování – zvláštní případ ševingování kalených kol – honování ozubených kol. Nástroj (ševingovací kolo) má zuby pokryté tenkou vrstvou diamantového brusiva vázaného pryskyřičným nebo kovovým pojivem.

28. Ševingovací kola [H-I2/71] Princip podélného ševingování [H-I2/72]

29. Ševingovací stroj [H-I2/72]

30. Nástroj s diamantovým brusivem pro honování čelních ozubených kol [H-I2/73]

31. 7 Broušení Odstranění nepřesností po předchozím obrábění a deformací po tepelném zpracování. 7.1 Broušení dělicím způsobem tvarovými kotouči • Brousí se jeden resp. dva boky zubu, pak se obrobek pootočí o rozteč a následuje broušení dalšího profilu. • Brousicí kotouče mají tvar jednoho boku zubu nebo zubní mezery. • Profily kotoučů se vytváří diamantovým orovnávačem podle zvětšené šablony nebo pomocí speciálního tvarovacího zařízení. • Metoda vysoce produktivní, přesnost broušených kol však vykazuje nižší parametry přesnosti.

32. Broušení čelních ozubených kol dělicí způsobem tvarovými kotouči [H-I2/74] a) dva kotouče s profilem ve tvaru boku zubu b) jeden kotouč s profilem ve tvaru zubové mezery

33. Broušení čelních ozubených kol se šikmými zuby dělicím způsobem pomocí kotouče ve tvaru zubové mezery [H-I2/74] a) vnější ozubení, b) vnitřní ozubení

34. 7.2 Broušenídělicím způsobem s odvalem boku zubu • Systém Maag – broušený zub se odvaluje po dvou brousicích kotoučích, jejichž poloha modeluje boky zubu ozubeného hřebene. • Systém Niles – broušený zub se odvaluje po jednom brousicím kotouči, jehož profil odpovídá profilu zubu ozubeného hřebene

35. Broušení čelního ozubení dělícím způsobem sodvalem boku zubu [H-I2/75] • Maag- kotouče skloněné pod úhlem záběru • Maag- kotouče kolmo postavené • Niles 1 – obrobek, 2 – brousicí kotouče, 3 – příčný suport, 4 – podélný suport, 5 – odvalovací kotouč, 6 – ocelový pás, 7 – stojan odvalovacího zařízení

36. Broušení Maag pomocí skloněných kotoučů [H-I2/75] a) hranou kotouče, b) plochou kotouče

37. 7.3 Broušení odvalovacím způsobem • Brousicí kotouč ve tvaru modulového šneku – systém Reishauer. • Analogie s odvalovacím frézování, jednochodý nebo dvouchodý brousicí šnek. • Užití zejména pro menší moduly, pro m < 3 mm lze brousit do plného materiálu • Striktní podmínkou je zcela synchronní běh nástroje a obrobku. • Vysoké požadavky na přesnost tvarování kotouče a jeho statické a dynamické vyvážení.

38. Odvalovací broušení čelních ozubených kol – systém Reishauer [H-I2/76]

39. Bruska pro odvalovací broušení čelních ozubených kol [H-I2/77]

40. 8 Lapování • Lapované kolo (obrobek) je v záběru zpravidla slitinovým kolem (nástroj) stejného modulu. • Nástroj je hnaný, lapované kolo ja brzděno a koná kmitavý pohyb ve směru osy. • Do záběru je přiváděna lapovací pasta nebo směs oleje s lapovacím brusivem. • Přidavek na lapování je 0,02 až 0,05 mm. • Lapováním se zlepšuje kvalita povrchu boku zubů, avšak tvar evolventy se téměř nemění.

41. B RAPID PROTOTYPING RP - Rychlá tvorba prototypů Charakteristika • Rp slouží k co nejrychlejší tvorbě prototypů a modelů • Výroba forem a nástrojů • Koncepční konstruování • Simulace nebo různé typy zkoušek (obtékání, namáhání) • Automobilní, letecký a elektrotechnický průmysl • Zkrácení vývojových časů, snížení nákladů a zvýšení kvality • Rychlejší a levnější výroba kovových funkčních modelů a prototypů

42. Digitální model • Konstrukce výrobku v některém z CAD programů • Převedení dat do formátu STL (standardní formát dat pro RP) • Rozložení 3D geometrie na jednotlivé příčné řezy definované výšky (Siicem, SLI formát) – obvyklá výška vrstev je 0,1 až 0,2 mm

43. Vznik modelu • Technologie RP pracuje na principu přidávání materiálu po vrstvách • Prostorový model je vytvářen přímo podle dat, která přicházejí z počítače • 3D model načtený z CAD/CAM systému je příslušným postprocesorem rozdělen na geometrická data jednotlivých vrstev • Takto je možno vyrobit i velmi složité součásti s dutými vnitřními prostorami, šikmými a vodorovnými stěnami a žebry

44. DTB Technologie obrábění Téma 11 vybrané metody výroby ozubených kol rapid prototyping A Vybrané metody výroby čelních ozubených kol B Rapid prototyping Konec přednášky Děkuji za pozornost